基于微液滴的微尺度流动是伴随着微制造技术的发展而来的重要研究领域,其高效、低耗并且相对独立性好等优势,使其成为微尺度检测和反应等研究中不可或缺的手段。液滴大小作为微流控系统中的一个重要输入参数,需要有效的方法来得到指定尺寸不同且精度较好的液滴/气泡,以适应工程和实验应用的需求。本文针对互不相融的两相在含有弹性薄膜壁面的T形微通道交汇处相遇后的两相界面变化以及壁面运动状况等问题,采用实验及数值计算的方法,研究了微液滴/气泡的尺寸,生成过程中的压力和流动变化,以及外加壁面振动对微液滴尺寸的调控作用。研究结果对基于液滴的微流控系统的应用提供了技术参考。(1)研究了弹性薄膜下壁面T形微通道中的液滴生成过程,以及液滴生成中薄膜壁面受液体流动作用下的变形和运动形式。利用共聚焦显微镜测量通道的横截面形状,发现弹性薄壁面可以在流动的流体作用下产生变形,由于液滴流动的存在,该变形量的大小呈现不同,即形成壁面振动。采用对薄壁内部粒子的图像进行灰度分析的方法,获得薄壁在液体作用下的振动频率,发现其与相同流动条件下其内液滴生成频率一致。液滴生成效果的实验证明,弹性薄膜的存在可以有效控制液滴的均匀度,在流量较大或弹性薄膜的弯曲刚度越小时,弹性可变形壁面的这种调节作用往往越明显。(2)研究了T形微通道中,弹性薄膜壁面的几何参数不同时,气泡的生成情况及单纯壁面形变对气泡生成的具体作用。设计并制作三层结构微通道,利用底层凹槽实现对T形微通道的弹性薄膜壁面的长度和位置的控制。通过实验研究发现,弹性可变形壁面长度相同时,距离侧通道越近,相同压力下所生成的气泡长度越短;相同位置和气体驱动压力下,可变形壁面越长,所生成的气泡长度越短。固定变形微通道中,变形长度越长,生成相同长度气泡所需要的驱动压力越小。弹性可变形壁面能降低所生成气泡的多分散性,但是增大连续相液体的流动阻力;固定变形壁面能够减小连续相液体流动的阻力。(3)分析了T形通道中的液滴生成和流动中,造成壁面压力变化的因素以及侧壁面对液滴流动压力的反应。实验监测了单个液滴流动时的通道壁面压力变化,发现单个液滴的生成和流动过程中,液滴生成时的界面变化以及液滴对连续相流动的阻碍作用是影响下游压力变化的重要因素。多液滴生成中,通道下游壁面的压力受界面破裂、液滴数目、液滴位置和出口处流动状况的共同作用。其中,液滴位置约占压力总变化量的2/3,而界面破裂对下游压力在一定距离范围内有影响。另外,弹性薄壁面的振动与液滴生成的频率一致的原因在于,影响液滴流动中壁面压力变化的各因素都呈现出与液滴生成频率一致的周期性变化。(4)研究了外加壁面振动作用下的T形微通道内液滴生成及振动参数对液滴生成的影响。发现有无外加壁面振动时,液滴生成过程中Pd和Pc的变化规律虽然不同,但其压力差Pd-Pc的变化规律一致。不同类型的壁面振动下,基准模型尺寸和两相液体的流动条件相同时,其液滴生成频率基本稳定于148Hz,但液滴大小分布范围较广,约为70μm-95μm之间。拟合得到液滴长度随振动类型变化的分布公式,并验证了其适应性。外加侧壁面振动周期与液滴生成周期一致时,外加振动能够提高液滴长度的均匀性,起到与通道壁面被动振动相同的作用。